從智能攝像頭到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),高頻板需在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多頻段信號(hào)傳輸、高效散熱與復(fù)雜電磁兼容性(EMC)的平衡。捷多邦將深入探討高頻板在AI邊緣設(shè)備中的關(guān)鍵技術(shù)趨勢(shì)與工程實(shí)踐。
一、AI邊緣設(shè)備的獨(dú)特需求與高頻板設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)
1.功耗與散熱的博弈
AI芯片(如NPU)功耗可達(dá)10-30W,高頻板需通過(guò)埋銅塊、局部金屬基板(如鋁基)提升熱傳導(dǎo)效率,同時(shí)避免因散熱結(jié)構(gòu)引入的阻抗突變。
2.高密度互連(HDI)與信號(hào)完整性
20μm以下線寬/線距工藝逐漸普及,但需應(yīng)對(duì)趨膚效應(yīng)導(dǎo)致的信號(hào)衰減(如28GHz頻段損耗增加15%)。
3.多頻段共存干擾
Wi-Fi 6E、5G毫米波與藍(lán)牙的并行傳輸,要求高頻板支持寬頻帶阻抗控制(如DC-40GHz)。
二、高頻板技術(shù)演進(jìn)的核心方向
1.低損耗材料的規(guī)模化應(yīng)用
1.改性聚酰亞胺(Modified PI)與液晶聚合物(LCP)的介電損耗(Df)降至0.002以下,適用于10層以上堆疊設(shè)計(jì)。
2.超薄覆銅板(≤50μm)減少介質(zhì)層厚度波動(dòng)對(duì)阻抗的影響。
2.三維集成與異構(gòu)封裝
1.硅中介層(Interposer)與高頻板的混合集成,實(shí)現(xiàn)CPU/GPU與射頻模塊的短距離互連(≤1mm),降低傳輸延時(shí)。
2.嵌入式無(wú)源器件(如0402以下尺寸電容)減少表層走線密度。
3.動(dòng)態(tài)電源完整性管理
基于PMIC的實(shí)時(shí)電壓調(diào)節(jié)技術(shù),結(jié)合高頻板內(nèi)局部去耦網(wǎng)絡(luò),將電源噪聲抑制至10mVpp以內(nèi)。
三、關(guān)鍵設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)突破
1.電磁兼容性(EMC)的協(xié)同設(shè)計(jì)
1.在PCB邊緣設(shè)置電磁帶隙(EBG)結(jié)構(gòu),抑制30-60GHz頻段的邊緣輻射。
2.采用共模扼流圈(Common Mode Choke)與屏蔽腔體(Shielding Can)組合方案,降低射頻干擾。
2.高頻信號(hào)路徑優(yōu)化
1.差分對(duì)等長(zhǎng)布線偏差控制在±2mil以內(nèi),優(yōu)先采用圓弧轉(zhuǎn)角與漸變線寬過(guò)渡。
2.對(duì)關(guān)鍵高速信號(hào)(如PCIe 5.0)實(shí)施前仿真與后驗(yàn)證閉環(huán)迭代,確保眼圖余量≥20%。
3.制造工藝的極限挑戰(zhàn)
1.激光直接成像(LDI)技術(shù)實(shí)現(xiàn)±3μm線寬精度,滿足毫米波天線陣列的加工需求。
2.半固化片(Prepreg)流動(dòng)性的精確控制,避免多層壓合時(shí)的介質(zhì)層厚度不均。
四、驗(yàn)證與測(cè)試方法升級(jí)
1.多物理場(chǎng)聯(lián)合仿真
通過(guò)ANSYS Icepak與HFSS耦合仿真,同步優(yōu)化熱分布與高頻信號(hào)傳輸性能。
2.實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)迭代
1.使用近場(chǎng)探頭掃描定位EMI熱點(diǎn),結(jié)合頻譜分析儀量化輻射強(qiáng)度。
2.基于TDR(時(shí)域反射計(jì))的阻抗一致性測(cè)試,精度提升至±0.5Ω。
審核編輯 黃宇
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